JPH06130098A - 電子式電力量計等の信号入力制御方法および装置 - Google Patents

電子式電力量計等の信号入力制御方法および装置

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JPH06130098A
JPH06130098A JP4305285A JP30528592A JPH06130098A JP H06130098 A JPH06130098 A JP H06130098A JP 4305285 A JP4305285 A JP 4305285A JP 30528592 A JP30528592 A JP 30528592A JP H06130098 A JPH06130098 A JP H06130098A
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JP
Japan
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signal
dither
input
gain control
dither signal
Prior art date
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Application number
JP4305285A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Takahashi
勝彦 高橋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06130098A publication Critical patent/JPH06130098A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイナミックレンジを犠牲にすることなく、
振幅の大きいディザ信号を取り込むことができ、かつ、
入力信号がビット精度以下の信号であっても、検出精度
が低下しない電力量計等の信号入力制御方法および装置
を得る。 【構成】 ディザ信号発生器4から発生されたディザ信
号の信号レベルをゲインコントロール回路5により変化
させて、そのディザ信号と入力信号とを合成手段1によ
り合成し、合成した信号についてCPU3によりディザ
信号の周波数成分を除去すると共に、CPU3またはR
OM6に設定された設定値と入力信号の大きさを比較し
て、その大小に基づきゲインコントロール回路5のゲイ
ンをコントロールする信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子式電力量計等に
おいて、計測する回路の電圧または電流の状態を検出す
るための信号制御方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、例えば特開平2−173577
号公報に開示されている種類の電子式電力量計の信号入
力回路の従来例を示したものである。1はサンプルホー
ルド回路、2は逐次比較式のA/Dコンバータ、3は中
央演算処理装置(以下CPUという)、4はディザ信号
発生器である。
【0003】この構成においては、入力信号、すなわ
ち、計測回路の電圧または負荷電流に基づく信号と、デ
ィザ信号発生器4からのディザ信号とをサンプルホール
ド回路1により合成してサンプリングし、逐次比較式A
/Dコンバータ2に変動のない信号として出力される。
A/Dコンバータ2では入力信号とディザ信号を合成し
たアナログ値をデジタル値に変換する。CPU3はプロ
グラムされたデジタルフイルタを有し、デジタル値に変
換された信号に含まれたディザ信号による周波数成分を
除去し、入力信号成分を残してこの入力信号成分を電力
量の計算に使用する。なお、サンプルホールド回路1に
対してのサンプルまたはホールドのコントロール信号は
CPU3により制御するように構成されている。
【0004】図8は他の従来例であり、1は加算器、2
はオーバサンプリング式A/Dコンバータ、3はCP
U,4はディザ信号発生器である。この構成は、A/D
コンバータ2としてオーバサンプリング式のものを使用
しているので、図7の従来例におけるサンプルホールド
回路1が不要で、その代わりに加算器1を使用するもの
である。CPU3により、ディザ信号による周波数成分
を除去し、入力信号成分を残してこの入力信号成分を電
力量の計算に使用する動作は図7の従来例と同様であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されているので、ビット精度以下の信号でも検
出できるが、入力信号とディザ信号を合成しているの
で、ダイナミックレンジを狭くして使用していることに
なる。このため、ディザ信号の振幅を小さくしすぎる
と、ビット精度以下の信号検出が難しくなり精度が低下
する。
【0006】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ダイナミックレンジを犠牲に
することなく振幅の大きい信号を取り込むことができ、
かつ、入力信号がビット精度以下の信号であっても、検
出精度が低下しない信号入力回路を備えた電子式電力量
計の信号入力回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電子式
電力量計等の信号入力制御方法は、入力信号とディザ信
号発生器から発生されたディザ信号とを合成し、この合
成されたアナログ信号をA/Dコンバータによってデジ
タル信号に変換すると共に、中央演算処理手段によって
上記入力信号の大きさに応じてディザ信号の信号レベル
を制御するようにした。
【0008】この発明に係る電子式電力量計等の信号入
力制御装置は、ディザ信号発生器から発生されたディザ
信号の信号レベルを変化させるゲインコントロール回路
と、このゲインコントロール回路からのディザ信号と入
力信号とを合成する合成手段と、この合成手段からのア
ナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ
と、このA/Dコンバータの出力信号から、入力信号の
大きさに対応してゲインコントロール回路のゲインをコ
ントロールする出力を発生するCPUとを備えたもので
ある。
【0009】また、上記の構成において、記憶機能素子
(ROM)を設け、このROMにより、入力信号に対応
してゲインコントロール回路のゲインを細かくコントロ
ールするコントロール出力を記憶しておき、CPUから
のアドレス信号(パラレル入力信号)を判定して、入力
信号に対応したコントロール出力を発生するように構成
した。
【0010】
【作用】この発明における信号制御方法および装置は、
CPUに、入力信号の大きさに対応するゲインコントロ
ール出力を設定しておき、入力信号が大きければゲイン
コントロール手段をコントロールしてディザ信号を低減
させ、入力信号が小さければディザ信号を増幅するよう
にする。
【0011】また、記憶機能素子(ROM)を設けて、
入力信号の大きさに対応するゲインコントロール出力を
細かく設定し、これを記憶しておき、入力信号の大きさ
に対応して適切なディザ信号になるようにゲインコント
ロール手段をコントロールする。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図1において、1はサンプルホールド回路、2
は逐次比較式のA/Dコンバータ、3はCPU,4はデ
ィザ信号発生器、5はゲインコントロール回路であり、
5aは増幅器、5bはアナログスイッチ、R1 〜R8
抵抗器である。
【0013】上記構成において、ディザ信号発生器4か
らのディザ信号は、ゲインコントロール回路5によりコ
ントロールされてサンプルホールド回路1に入力され、
計測回路の電圧または負荷電流に基づく入力信号と合成
される。合成された信号は一定期間ホールドされ、A/
Dコンバータ2に変動のない信号として出力される。A
/Dコンバータ2はアナログ値をデジタル値に変換す
る。CPU3では、プログラムされたデジタルフイルタ
によりディザ信号等の不必要な周波数成分を除去後、デ
ータの判別を行う。すなわち、あらかじめ入力信号の大
きさに対応して定めた設定値とデータとを比較し、「設
定値>データ」の場合、ゲインコントロール回路5に対
しディザ信号を増幅させるコントロール信号を出力す
る。「設定値<データ」の場合は、ゲインコントロール
回路5に対しディザ信号を低減させるコントロール信号
を出力する。
【0014】例えば、A/Dコンバータ2が、10ビッ
トA/Dコンバータであるとすると、1010-1=512
で、+512と−512通りのデータがA/Dコンバー
タ2から出力される。ここで、上記設定値をプラスマイ
ナス256とし、ゲインを2通りに変更できるものとす
ると、「プラスマイナス256>デジタルフイルタ通過
後のデータ」の場合、ディザ信号を大きくするようにゲ
インコントロール回路5のゲインを増大する。「プラス
マイナス256<デジタルフイルタ通過後のデータ」の
場合、ディザ信号を小さくするようにゲインコントロー
ル回路5のゲインを小さくする。
【0015】上記のように、この実施例では、A/Dコ
ンバータ2の出力値が常時CPU3で監視されており、
また、このA/Dコンバータ2の出力範囲が予め2段階
ないし数段階に区分されて、上記出力値がどの区分に属
するかに基づいて、ディザ信号の振幅の増幅率が段階的
にコントロールされる。
【0016】実施例2.図2は、A/Dコンバータ2と
して、オーバサンプリング式のものを使用した信号入力
回路で、この場合、入力信号とディザ信号とを合成する
手段として加算器1を使用することになる。CPU3お
よびゲインコントロール回路5の構成および動作は実施
例1のものと同じである。
【0017】なお、図3は上記実施例1および2におけ
るゲインコントロールのフローチャートを示したもので
ある。
【0018】実施例3.図4は、実施例1(図1)の信
号入力回路におけるゲインコントロールの手段として記
憶機能素子6を用いたものである。すなわち、1はサン
プルホールド回路、2は逐次比較式のA/Dコンバー
タ、3はCPU、4はディザ信号発生器、5はゲインコ
ントロール回路であり、これらは図1に示されたものと
同様のものである。6は記憶機能素子(以下ROMとい
う)であり、CPU3でフイルタリングされた信号がR
OM6のアドレスに入力される。ROM6はCPU3か
らの信号に基づいたデータをゲインコントロール回路5
に出力してディザ信号をコントロ−ルする。
【0019】上記の構成においてCPU3とROM6の
関係を詳細に説明する。すなわち、CPU3は、プログ
ラムされたデジタルフイルタにてディザ信号等の不必要
な周波数成分を除去後、入力信号成分のデータをROM
6のアドレスに出力する。ROM6はアドレスを選択さ
れると、ディザ信号のゲインをコントロールする信号を
ゲインコントロール回路5に出力する。上記コントロー
ルのために、予め、CPU3からの入力信号成分のデー
タに対応したROM6のコントロール出力を表1のよう
に定め、これをROM6に記憶させておく。
【0020】すなわち、A/Dコンバータ2に例えば1
0ビットのものを使用した場合、10ビットであるから
符号化の1ビットを抜くと109 =512になる。従っ
て、±512通りのデータがA/Dコンバータ2より出
力される。そこでROM6には例えば下記の表1のよう
にアドレスとデータを割り当てる。
【0021】
【表1】
【0022】上記表1のように設定されているROM6
に対し、CPU3は、入力信号成分が大きいときはディ
ザ信号の増幅率を小さくし、入力信号成分が小さいとき
はディザ信号の増幅率を大きくするように、入力信号成
分の大きさを判定し、予め定めた設定値と比較して、そ
の比較結果に基づいて定められたROM6のアドレスを
選択する。この選択によるデータをROM6はゲインコ
ントロール回路5に出力してディザ信号のゲインをコン
トロールする。
【0023】実施例4.図5は、A/Dコンバータ2と
して、オーバサンプリング式のものを使用した信号入力
回路で、この場合、入力信号とディザ信号とを合成する
手段として加算器1を使用することになる。CPU3,
ROM6およびゲインコントロール回路5の構成および
動作は実施例3(図4)のものと同じである。
【0024】なお、図6は上記実施例3および4におけ
るゲインコントロールのプロセスをフローチャートにて
示したものである。また、図4および5において、CP
U3とROM6を一点鎖線で囲んだのは、CPU3とR
OM6とを1チップにまとめることができるものである
ことを示している。
【0025】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、ディ
ザ信号の振幅を調整して入力信号と合成するようにした
ので、A/Dコンバータのダイナミックレンジを減少す
ることなく、かつ、A/Dコンバータの持つビット数以
上の検出精度を持たせることができる。
【0026】また、ROMを介してディザ信号の振幅を
調整するものは、ゲインを細かくコントロールすること
により、ゲインの切り換わりによる高周波成分の発生を
減少させることが可能であるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例2を示すブロック図である。
【図3】この発明の実施例1および2におけるゲインコ
ントロールを説明するためのフローチャートである。
【図4】この発明の実施例3を示すブロック図である。
【図5】この発明の実施例4を示すブロック図である。
【図6】この発明の実施例3および4におけるゲインコ
ントロールを説明するためのフローチャートである。
【図7】従来の信号入力回路の一例を示すブロック図で
ある。
【図8】従来の信号入力回路の他の例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 サンプルホールド回路または加算器 2 A/Dコンバータ 3 中央演算処理装置 4 ディザ信号発生器 5 ゲインコントロール回路 6 記憶機能素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号とディザ信号発生器から発生さ
    れたディザ信号とを合成し、この合成されたアナログ信
    号をA/Dコンバータによってデジタル信号に変換する
    と共に、中央演算処理手段によって上記入力信号の大き
    さに応じてディザ信号の信号レベルを制御するようにし
    たことを特徴とする電子式電力量計等の信号入力制御方
    法。
  2. 【請求項2】 ディザ信号発生器、このディザ信号発生
    器から発生されたディザ信号の信号レベルを変化させる
    ゲインコントロール手段、このゲインコントロール手段
    からのディザ信号と入力信号とを合成する合成手段、こ
    の合成手段から出力されたアナログ信号をデジタル信号
    に変換するA/Dコンバータ、上記入力信号の大きさに
    応じて上記ゲインコントロール手段のゲインを制御する
    中央演算処理手段を備えた電子式電力量計等の信号入力
    制御装置。
  3. 【請求項3】 ディザ信号発生器、このディザ信号発生
    器から発生されたディザ信号の信号レベルを変化させる
    ゲインコントロール手段、このゲインコントロール手段
    からのディザ信号と入力信号とを合成する合成手段、こ
    の合成手段から出力されたアナログ信号をデジタル信号
    に変換するA/Dコンバータ、このA/Dコンバータの
    出力信号を複数のアドレス信号に変換する機能を有する
    中央演算処理手段、この中央演算処理手段からのアドレ
    ス信号によって制御されると共に、上記入力信号に応じ
    て上記ゲインコントロール手段のゲインを制御する複数
    の制御信号が記憶された記憶機能素子を備え、上記入力
    信号の大きさに応じて上記ディザ信号の信号レベルを制
    御するようにしたことを特徴とする電子式電力量計等の
    信号入力制御装置。
JP4305285A 1992-09-07 1992-11-16 電子式電力量計等の信号入力制御方法および装置 Pending JPH06130098A (ja)

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JP23830192 1992-09-07
JP4-238301 1992-09-07
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0685743A1 (en) * 1994-06-01 1995-12-06 Schlumberger Industries S.A. Current measurement circuit comprising a mutually coupled transformer and an integration circuit
JP2012008009A (ja) * 2010-06-24 2012-01-12 Sumida Corporation 電流センサ

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